高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第四章 电磁震荡与电磁波第一节 电磁振动同步训练题

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册

4.1电磁振动 跟踪训练（解析版）

1．如图所示为一个LC振荡电路中的电流变化图线，根据图线可判断（　　）

A．t1时刻电感线圈两端的电压最大

B．t2时刻电容器两极板间电压为零

C．在t2~t3时间内，电路中的电场能不断增大

D．在t3~t4时间内，电容器所带电荷量不断增大

2．在如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示，规定电路中振荡电流逆时针方向为正方向，则电路中振荡电流随时间变化的图像是（　　）

A．            B．

C．             D．

3．如图所示是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（　　）

A．电容器正在放电

B．电容器正在充电

C．电感线圈中的电流正在增大

D．电容器两极板间的电场能正在减小

4．如图中LC振荡电路，线圈的自感系数L=2.5，电容C=4。从电流逆时针最大开始计时，当t=2.5π×10−4s时，下列说法正确的是（　　）

A．电容器正在充电 B．电容器正在放电

C．电容器上极板a带负电 D．电容器上极板a带正电

5．如图所示，图为振荡电路，通过点的电流如图，规定通过点向左的电流方向为正方向，下列说法正确的是（　　）

A．在时刻，线圈中的磁场能最大

B．在时刻，电容器的电场能最大

C．0到电容器正在充电，上极板带正电

D．到电容器正在放电，上极板带负电

6．如图所示，LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（　　）

A．时，回路中电流变化最快

B．时，灰尘的速度最大

C．时，灰尘的加速度最大

D．时，线圈中磁场能最大

7．如图所示，一回路的线圈电感，电容器电容，电容器两板最大电压为。在电容器开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，则（　　）

A．此振荡电路的周期为

B．前内的平均电流约为

C．当时，电路中磁场能最大

D．当时，电容器上板带正电荷

8．如图所示的电路，电阻，电容，电感，电感线圈的电阻可以忽略。单刀双掷开关S置于“1”，电路稳定后，再将开关S从“1”拨到“2”，图中回路开始电磁振荡，振荡开始后时，下列说法正确的是（　　）

A．电容器正在放电

B．电容器的上极板带负电

C．电场能正在转化为磁场能

D．穿过线圈L的磁感应强度方向向上，且正在逐渐增强

9．某时刻LC振荡电路的状态如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．电容器电容正在增大

B．电容器两板间电压正在增大

C．振荡电流i正在增大

D．电场能正在向磁场能转化

10．在LC电路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．电容器放电完毕时刻，电路中的磁场能最小

B．电路中的电流最大的时刻，电路中的磁场能最大

C．电容器极板上的电荷最多时，电场能最大

D．电容器放电完毕时刻，回路中电流最大

11．在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，则（　　）

A．电路中的电流正在增大

B．电路中的电场能正在增加

C．电路中的电流正在减小

D．电路中的电场能正在向磁场能转化

12．在LC振荡电路中，当电容器充电完毕尚未开始放电时，下列说法正确的是（　　）

A．电容器中的电场最强

B．电路里的磁场最强

C．电场能已有一部分转化成磁场能

D．磁场能已全部转化成电场能

13．如图甲为LC振荡电路，其中图乙描绘的是流过电路中M点的电流随时间变化规律的图线，假设回路中电流顺时针方向为正，则下列说法正确的是（　　）

A．在第1s末到第2s末的过程中电容器正在向外电路放电

B．在第1s末到第2s末的过程中电容器的下极板带负电

C．在第2s末到第3s末的过程中M点的电势比N点的电势低

D．在第2s末到第3s末的过程中电路中电场能正在逐渐减小

14．振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列有关结论正确的是（　　）

A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电

B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电

C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大

D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大

E.若电容器正在放电，则线圈中电流正在减小

15．图为振荡电路中电容器M板上的电量q随时间t变化的图像。在某段时间里，回路的磁场能在减小，且M板仍带正电，则下列说法中正确的是（　　）

A．在这段时间里，M板上的电量q的变化可能对应图中的段

B．在这段时间里，M板上的电量q的变化可能对应图中的段

C．在这段时间里，电路中电流方向为逆时针

D．在这段时间里，电路中的电流值不断减小

16．实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C=1 μF。在两极板上带有一定电荷时，发现一带负电的粉尘恰好静止在两极板间。手头上还有一个电感L=0.1 mH的电感器，现连成如图所示电路，分析以下问题：（重力加速度为g）

（1）从S闭合时开始计时，至少经过多长时间电容器电场方向向上？此时粉尘的加速度大小是多少？

（2）从S闭合时开始计时，至少经过多长时间线圈中电流最大？此时粉尘的加速度大小是多少？

17．如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，

（1）电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？

（2）在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？

（3）线圈中自感电动势的作用是什么？

18．一台收音机的接收频率范围从到。设这台收音机能接收的相应波长范围从到，调谐电容器的相应电容变化范围从到。那么波长、之比为多少？电容、之比为多少？

19．中央人民广播电台是9套无线广播节目综合名称，九套节目对不同地区的频率不同。比如第一套节目“中国之声”，北京地区调频106.1兆赫。已知真空中的光速c=3×108m/s。则（计算结果保留两位有效数字）

（1）求“中国之声”电台发出的电磁波波长；

（2）如果收音机的接收装置是由LC电路组成，该接收装置里的线圈自感系数L=4mH，此时产生电谐振的电容多大？

20．在某时刻的LC振荡电路中，电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图所示。此时电容器在充电还是放电？电路中电流在增大还是减小？为什么？

参考答案

1．D

【详解】

A．t1时刻电流最大，电流的变化率是零，自感电动势为零，线圈两端电压最小，A错误；

B．t2时刻电流最小，电场能最大，电容器两极板间的电压最大，B错误；

C．在t2~t3时间内，电容器处于放电过程，电场能减小，磁场能增大，C错误；

D．在t3~t4时间内，电容器处于充电过程，两极板带电荷量不断增大，D正确。

故选D。

2．D

【详解】

电容器极板间电压

随电容器极板上电荷量的增大而增大，随电荷量的减小而减小．从题图乙可以看出，在0～这段时间内是充电过程，且

即

A板应带正电，只有顺时针方向的电流才能使A板被充电后带正电，同时考虑到t=0时刻电压为零，电容器极板上的电荷量为零，电流最大，即t=0时刻，电流为负向最大，故D正确，ABC错误。

故选D。

3．B

【详解】

AB．由题图螺线管中的磁感线方向可以判定出此时LC电路正在沿逆时针方向充电，B正确，A错误；

CD．充电时电流在减小，电感线圈中的磁场能正在减弱，电容器两极板间的电场能正在增大，CD错误。

故选B。

4．C

【详解】

已知L=2.5mH=2.5×10-3H，C=4μF=4×10-6C，则振荡电路的周期为

则

即

t=（1+）T

因从电流逆时针最大开始计时，则当t=2.5π×10-4s时，电路中电流为0，磁场能为零，电场能最大，电容器充电完毕，且电容器下极板b带正电，上极板a带负电，故ABD错误，C正确。
故选C。

5．D

【详解】

AC．0到，电流为正，且正在减小，即电流为逆时针方向减小，说明电容器正在充电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电。在时刻，电流最小，而线圈中的磁场能与电流同步变化，则在时刻，线圈中的磁场能最小，故AC错误；

BD．到，电流为负，且正在增加，即电流为顺时针方向增加，说明电容器正在放电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电。在时刻，电流最大，电流的变化率为零，电容器的带电荷量为零，电容器电场能最小，故B错误，D正确。

故选D。

6．C

【详解】

A. 开关S断开时，极板间带电灰尘处于静止状态，则有

式中m为灰尘质量，Q为电容器所带的电荷量，d为板间距离，由，得

s＝4π×10－5s

开关S闭合时t＝0，则当t=时，即时，电容器放电完毕，回路中电流最大，回路中电流变化最慢，故A错误；

B. 当t=时，即时，电容器放电完毕，此时灰尘仅受重力；之后电容器反方向充电，带电灰尘受电场力方向向下，带电灰尘会继续加速，故B错误；

C. 当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向跟t＝0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合外力为

F合＝mg＋＝2mg

又因为F合＝ma，此时灰尘的加速度a＝2g，方向竖直向下；之后电容器再次反向充电，极板间场强方向又跟t＝0时刻方向相同，带电灰尘受电场力方向向上，所以2π×10－5s时，灰尘的加速度最大为2g，故C正确；

D. 当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，线圈中磁场能最小，故D错误。

故选C。

7．B

【详解】

A．根据

解得

A错误；

B．电容器两板电压最大为1V，电容C=4μF，根据

则

B正确；

CD．当时，也就是半个周期，反向充电结束，电路中电场场能最大，电容器下板带正电荷，CD错误。

故选B。

8．B

【详解】

对LC振荡电路的周期为

则在时刻从初始状态振荡半个周期，则此时电容器正在反向充电，电容器下极板带正电，上极板带负电，磁场能正在转化为电场能，因通过线圈的电流正在向下减弱，则穿过线圈L的磁感应强度方向向下，且正在逐渐减弱。

故选B。

9．B

【详解】

A．根据

可知电容的大小与带电量无关，因此电容大小不变，A错误；

B．电容器上极板带正电，而且正电荷正在流向上极板，因此电容器正在充电，两极板间的电压正在增大，B正确；

C．电容器充电的过程中，电流逐渐减小。C错误；

D．电容器充电的过程中，磁场能正在电场能向转化，D错误。

故选B。

10．BCD

【详解】

ABD．电容器放电完毕时刻，回路中电流最大，磁场能最大，A错误，BD正确；

C．电容器极板上的电荷最多时，极板间电场强度最大，电场能最大，C正确。

故选BCD。

11．BC

【详解】

AC．在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，说明电容器正在充电，此时由磁场能转化为电场能，磁场能减少，电路中电流正在减小， A错误，C正确；

BD．电路中的磁场能转化为电场能，磁场能减少，电场能正在增加，B正确，D错误。

故选BC。

12．AD

【详解】

LC振荡电路电容器充电完毕，电容器中电场最强，磁场最弱，电场能和磁场能之间还没有发生转化，故AD正确，BC错误。

故选AD。

13．CD

【详解】

AB．在第1s末到第2s末的过程中，振荡电流是充电电流，充电电流是由上极板流向下极板，则下极板带正电，A、B错误；

CD．在第2s末到第3s末的过程中，振荡电流是放电电流，电场能正在减小，磁场能正在增大，放电电流是由下极板流向上极板，由于电流为负值，所以由N流向M，则N点的电势高，C、D正确。

故选CD。

14．BCD

【分析】

本题考查各物理量发生变化的判断方法，由电流的 磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板的带电情况，可分两种情况讨论。

【详解】

AC．若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C正确，A错误；

B．若该时刻电容器下极板带正电。可知电容器处于充电状态，电流在减小，故B正确；

DE．若电容器正在放电，则线圈中电流增大，由楞次定律可判定自感电动势正在阻碍电流增大，故D正确，E错误。

故选BCD。

15．AD

【详解】

在某段时间里，回路的磁场能在减小，电容器反向充电，电荷量逐渐增大，因M板仍带正电，即M板上的电量q的变化可能对应图中的段，电路中电流方向为瞬时时针，充电完毕的瞬间，电流为零，即电路中的电流值不断减小。

故选AD。

16．（1） π×10-5 s，2g；（2）×10-5 s ，g

【详解】

（1）开关断开时，电容器内带负电的粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，电场方向向下，且F电=mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路，其周期

T=2π=2π×10-5 s

因此至少经过=π×10-5 s时，电容器间的场强方向变为向上，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得

a==2g

（2）从S闭合时开始计时，至少经过×10-5 s，线圈中电流最大，电容器两极板间的场强为零，粉尘只受重力，由牛顿第二定律可得

a′==g

17．见解析

【详解】

（1）电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能．

（2）在电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能．

（3）线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化．

18．10:1；100:1

【详解】

根据

可知

根据

解得

19．（1）2.83m；（2）5.6×10-16F

【详解】

（1）依题意，有

f=106.1兆赫=1.061×108Hz，λ=

代入数据可得

λ=2.83m

（2）振动电路的周期为

，

带入数据，可得

C=5.6×10-16F

20．放电；增大；见解析

【详解】

用安培定则可知回路中的电流方向为顺时针方向，而上极板是正极板，所以这时电容器正在放电；因为放电过程电场能减小，所以磁场能增大，电流在增大。